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JPH09275196A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof

Info

Publication number
JPH09275196A
JPH09275196A JP8081388A JP8138896A JPH09275196A JP H09275196 A JPH09275196 A JP H09275196A JP 8081388 A JP8081388 A JP 8081388A JP 8138896 A JP8138896 A JP 8138896A JP H09275196 A JPH09275196 A JP H09275196A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
film
substrate
isolation
semiconductor device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8081388A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Ikeda
直史 池田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP8081388A priority Critical patent/JPH09275196A/en
Priority to US08/825,803 priority patent/US5859459A/en
Publication of JPH09275196A publication Critical patent/JPH09275196A/en
Priority to US09/185,695 priority patent/US6168994B1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B41/00Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates
    • H10B41/30Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates characterised by the memory core region
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B69/00Erasable-and-programmable ROM [EPROM] devices not provided for in groups H10B41/00 - H10B63/00, e.g. ultraviolet erasable-and-programmable ROM [UVEPROM] devices

Landscapes

  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)
  • Element Separation (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device having a narrow element separation width and manufacturing method thereof, whereby such semiconductor device can be easily and reliably produced while ensuring an inversion withstanding voltage and punch-through withstanding voltage, without using a complicated process. SOLUTION: Source and drain regions of adjacent elements to be separated are formed below separating trenches 40 in the form of common broad impurity diffused layer lines. A first conductive film 31 covering a gate insulation film 24 and separating insulation film 23 is patterned to separate the elements. At the same time, utilizing an etch-resistive film, it is etched in the same pattern as deep as piercing the separating insulation film 23 down to a substrate 10 to form element separating trenches into the substrate and the impurity diffused layer lines 11 on the substrate are separated by these trenches to form source and drain lines 12, 13.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、EEPROM(Electr
ically Erasable Programmable ROM)等の半導体装置及
びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an EEPROM (Electr
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a semiconductor device such as an Erasable Programmable ROM) and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、EEPROMのような電気的に書
き込み、消去ができる不揮発性メモリの開発が盛んであ
る。また、低コストで、高密度を達成できるフラッシュ
メモリが注目されている。フラッシュメモリの中で、図
16に示すようなメモリアレイ構成を持つフラッシュE
EPROMが知られている。このフラッシュEEPRO
Mは、メモリトランジスタMTrがマトリックス状に配
置され、図面縦方向にビット線(ドレイン線)BLとソ
ース線SLが配線され、図面縦方向のメモリトランジス
タMTrは、これらのビット線BLとソース線SLを共
有する。ワードライン(制御ゲート)WLは、ビット線
BLと直交して配線され、各メモリトランジスタMTr
の制御ゲートを構成している。ワードラインWL方向の
メモリトランジスタMTr相互は素子分離されている。
2. Description of the Related Art Recently, a non-volatile memory such as an EEPROM that can be electrically written and erased has been actively developed. Also, attention is focused on a flash memory that can achieve high density at low cost. Among flash memories, flash E having a memory array configuration as shown in FIG.
EPROMs are known. This flash EEPRO
In M, memory transistors MTr are arranged in a matrix, and bit lines (drain lines) BL and source lines SL are wired in the vertical direction of the drawing, and the memory transistors MTr in the vertical direction of the drawing include these bit lines BL and source lines SL. To share. The word line (control gate) WL is wired orthogonally to the bit line BL, and each memory transistor MTr
Constitutes the control gate of. The memory transistors MTr in the word line WL direction are isolated from each other.

【0003】このメモリの書き込み、消去は、制御ゲー
トWLを正バイアスとしてチャネル全面を用いたF−N
(Fowler Nordheim )トンネリングにより、浮遊ゲート
FG中に電子を注入してデータの書き込みを行い、一
方、制御ゲートWLを負バイアスとして浮遊ゲートFG
中から電子を引き抜くことにより消去を行う。この方式
は、他の方式に比べさまざまな利点を有する。
Writing and erasing of this memory is performed by FN using the entire surface of the channel with the control gate WL being a positive bias.
(Fowler Nordheim) tunneling causes electrons to be injected into the floating gate FG to write data, while the control gate WL is used as a negative bias to cause floating gate FG.
Erasing is performed by pulling out electrons from the inside. This method has various advantages over other methods.

【0004】例えば、CHE(Channel Hot Electron)
注入方式に比較して、書き込み時の消費電力が少ないた
め、内部昇圧回路による書き込みを高速化できる。ま
た、書き込み回数に関しても、書き込み、消去共にチャ
ネル全面のF−Nトンネリング注入の方が有利であるこ
とが知られている。
For example, CHE (Channel Hot Electron)
Since power consumption during writing is lower than that of the injection method, writing by the internal booster circuit can be speeded up. Regarding the number of times of writing, it is known that the FN tunneling injection on the entire surface of the channel is more advantageous for both writing and erasing.

【0005】F−Nトンネリングにより浮遊ゲート中か
ら電子を引き抜いてデータの書き込みを行う方式におい
ても、データ書き込み時にバンド間トンネル電流が流れ
るため、内部昇圧による書き込み速度に問題がある。更
に、同じチャネル全面のF−Nトンネリング注入を用い
るNAND型と比べると、ランダムアクセスが速いとい
う点で有利である。
Even in the method of writing data by extracting electrons from the floating gate by FN tunneling, a band-to-band tunnel current flows at the time of writing data, so that there is a problem in the writing speed due to internal boosting. Further, it is advantageous in that random access is faster than the NAND type in which FN tunneling injection is applied to the entire surface of the same channel.

【0006】以上のような特徴を有するメモリセルの従
来の製造方法の一例について、図面を用いて簡単に説明
する。図14は工程断面図であり、図15は平面図であ
る。まず、図14(a)に示すように、半導体基板10
0にLOCOS法を用いて、素子分離領域200を形成
する。
An example of a conventional method of manufacturing a memory cell having the above characteristics will be briefly described with reference to the drawings. 14 is a process sectional view, and FIG. 15 is a plan view. First, as shown in FIG. 14A, the semiconductor substrate 10
The element isolation region 200 is formed at 0 using the LOCOS method.

【0007】次に、図14(b)、図15(a)に示す
ように、パッド酸化膜202、及びシリコン窒化膜20
3を形成してフォトリソグラフィ技術及びドライエッチ
法を用いてチャネル領域となる部分を覆うようにパター
ニングする。この時、シリコン窒化膜203の応力緩和
のためにパッド酸化膜202とシリコン窒化膜203と
の間に多結晶シリコンを形成する場合がある。続いて、
シリコン窒化膜203をマスクにして、リンあるいは砒
素をイオン注入して不純物拡散層101を形成する。
Next, as shown in FIGS. 14B and 15A, the pad oxide film 202 and the silicon nitride film 20 are formed.
3 is formed and patterned by photolithography and dry etching so as to cover a portion to be a channel region. At this time, polycrystalline silicon may be formed between the pad oxide film 202 and the silicon nitride film 203 in order to relax the stress of the silicon nitride film 203. continue,
Using the silicon nitride film 203 as a mask, phosphorus or arsenic is ion-implanted to form the impurity diffusion layer 101.

【0008】次に、熱酸化すると、シリコン窒化膜20
3が酸化のマスクとなるため、図14(b)、図15
(b)に示すように、比較的厚い酸化膜204が形成さ
れる。この時、酸化膜204の下にドレイン線(ビット
線)102及びソース線103が形成される。
Next, thermal oxidation is performed to form the silicon nitride film 20.
Since 3 serves as an oxidation mask, FIGS.
As shown in (b), a relatively thick oxide film 204 is formed. At this time, the drain line (bit line) 102 and the source line 103 are formed under the oxide film 204.

【0009】次に、図14(d)、図15(c)に示す
ように、シリコン窒化膜とパッド酸化膜とを剥離し、チ
ャネル領域を露出させる。続いて、図14(e)に示す
ように、熱酸化してトンネル酸化膜205を形成する。
Next, as shown in FIGS. 14D and 15C, the silicon nitride film and the pad oxide film are peeled off to expose the channel region. Subsequently, as shown in FIG. 14E, thermal oxidation is performed to form a tunnel oxide film 205.

【0010】次に、図14(f)に示すように、浮遊ゲ
ートとなる多結晶シリコン301を形成し、パターニン
グする。この時、図15(d)に示すように、ビット線
の延伸方向(図中B−B’方向)には多結晶シリコンを
カットしない。続いてチャネルストップの形成のための
イオン注入を行う。反転耐圧を確保するため、注入量は
1017/cm3 オーダーの高濃度にする必要がある。ま
た、チャネルストップ104は、接合耐圧確保のため
に、ビット線103あるいはソース線102と間隔をあ
ける必要がある。このイオン注入は、浮遊ゲート301
形成時のマスクと共有することが可能であるが、浮遊ゲ
ート301上に形成するONO膜(酸化シリコン、窒化
シリコン、酸化シリコン膜の3層膜)形成時の熱による
拡散を防ぐために、ONO膜を形成した後、再びフォト
リソグラフィー工程を経てイオン注入を行ってもよい。
Next, as shown in FIG. 14 (f), polycrystalline silicon 301 to be a floating gate is formed and patterned. At this time, as shown in FIG. 15D, the polycrystalline silicon is not cut in the extending direction of the bit line (the BB 'direction in the drawing). Then, ion implantation for forming a channel stop is performed. In order to secure the reverse breakdown voltage, it is necessary to make the injection amount as high as 10 17 / cm 3 order. Further, the channel stop 104 needs to be spaced apart from the bit line 103 or the source line 102 in order to secure the junction breakdown voltage. This ion implantation is performed on the floating gate 301.
The ONO film can be shared with the mask at the time of formation, but in order to prevent diffusion due to heat at the time of forming the ONO film (three-layer film of silicon oxide, silicon nitride, and silicon oxide film) formed on the floating gate 301, After forming, the ion implantation may be performed again through the photolithography process.

【0011】次に、ONO膜206を形成した後、制御
ゲートとなる多結晶シリコン302を堆積し、レジスト
膜を形成し、パターニングした後、制御ゲート302、
ONO膜206、及び浮遊ゲート301を一度にエッチ
ングする。更に、制御ゲート形成時のレジストをマスク
として、ボロンのイオン注入によりビット線方向(B−
B’)に隣り合うメモリセルの分離を行う。これによ
り、図14(g)、図15(e)に示すような構造のメ
モリセルを得ることができる。
Next, after forming the ONO film 206, polycrystalline silicon 302 serving as a control gate is deposited, a resist film is formed and patterned, and then the control gate 302,
The ONO film 206 and the floating gate 301 are etched at one time. Further, by using the resist for forming the control gate as a mask, boron ion implantation is carried out to the bit line direction (B−
The memory cells adjacent to B ') are separated. As a result, a memory cell having a structure as shown in FIGS. 14G and 15E can be obtained.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た方式では、書き込み時に20V程度の高電圧を必要と
するため、ビット線に隣り合うメモリセル間の素子分離
における反転耐圧及びパンチスルー耐圧の確保が困難に
なるという問題がある。
However, in the above method, a high voltage of about 20 V is required at the time of writing, so that the inversion withstand voltage and the punch through withstand voltage in the element isolation between the memory cells adjacent to the bit line can be secured. There is a problem that it becomes difficult.

【0013】LOCOS法等による分離では、反転耐圧
を確保するために、LOCOS膜厚を厚くしようとする
と、寸法変換差によりバーズビークの幅の分、分離幅が
大きくなり、集積度が低下する。LOCOSの代わりに
パンチスルー耐圧が大きいトレンチ分離を採用すること
も考えられるが、分離幅の大きい箇所と分離幅が小さい
箇所とを同時に形成するためには、例えばCMP(化学
的機械的研磨)などの特殊なプロセス技術を用いた複雑
な埋め込み平坦化工程が必要になり、コストの上昇を招
くという問題がある。
In the separation by the LOCOS method or the like, when the LOCOS film thickness is increased in order to secure the inversion breakdown voltage, the separation width increases by the width of the bird's beak due to the dimension conversion difference, and the integration degree decreases. It is conceivable to adopt trench isolation having a large punch-through breakdown voltage instead of LOCOS, but in order to simultaneously form a portion having a large isolation width and a portion having a small isolation width, for example, CMP (chemical mechanical polishing) or the like is used. There is a problem in that a complicated embedded flattening process using the special process technology is required, resulting in an increase in cost.

【0014】また、チャネルストップの濃度を増やすこ
とも考えられるが、接合耐圧を確保するためには、ソー
ス、ドレイン領域とチャネルストップイオン注入領域と
の間隔を設ける必要があり、やはり分離幅を大きくする
必要を生じてしまい、集積度の低下を招く。
It is also possible to increase the concentration of the channel stop, but in order to secure the junction breakdown voltage, it is necessary to provide a space between the source / drain region and the channel stop ion-implanted region, and the separation width is also large. It becomes necessary to do so, and the degree of integration is reduced.

【0015】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、反転耐圧及びパンチスルー耐圧を確保しながら、素
子分離幅が小さい半導体装置及びこのような半導体装置
を複雑なプロセスを用いずに容易かつ確実に製造するこ
とができる半導体装置の製造方法を提供することを目的
とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a semiconductor device having a small element isolation width while ensuring the inversion breakdown voltage and the punch-through breakdown voltage, and a semiconductor device such as this can be easily and easily formed without using a complicated process. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can be reliably manufactured.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、半導体基板と、半導体基板表面に形成され
たゲート絶縁膜と、該ゲート絶縁膜の両側方に形成され
た分離絶縁膜と、該分離絶縁膜下面の基板に形成された
不純物拡散層と、該ゲート絶縁膜と分離絶縁膜の上に形
成された第1導電膜と、該第1導電膜、分離絶縁膜、及
び不純物拡散層をそれぞれ分断して貫通し、基板面と垂
直方向に形成され、絶縁材料で埋め込まれた素子分離溝
とを有する半導体装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention has a semiconductor substrate, a gate insulating film formed on the surface of the semiconductor substrate, and isolation insulating films formed on both sides of the gate insulating film. An impurity diffusion layer formed on the substrate below the isolation insulating film, a first conductive film formed on the gate insulating film and the isolation insulating film, the first conductive film, the isolation insulating film, and impurities. Provided is a semiconductor device having element isolation trenches that are formed by penetrating and separating the diffusion layers, respectively, and are formed in the direction perpendicular to the substrate surface and are filled with an insulating material.

【0017】また、本発明は、上記目的を達成するた
め、半導体基板に互いに沿って延在する複数の不純物拡
散層線を形成する工程と、該不純物拡散層線の領域の上
に分離絶縁膜を形成する工程と、該不純物拡散線層間の
領域にゲート絶縁膜を形成する工程と、該ゲート絶縁膜
と分離絶縁膜を覆う第1導電膜を形成する工程と、該第
1導電膜の上に耐エッチング層を形成する工程と、該耐
エッチング層をパターニングする工程と、該パターニン
グした耐エッチング層をマスクとして上記第1導電膜、
分離絶縁膜及び基板をエッチングすることにより、基板
に上記不純物拡散層線を分断してソース線とドレイン線
とを形成する素子分離溝を形成する工程と、該素子分離
溝を絶縁材料で埋める工程とを有することを特徴とする
半導体装置の製造方法を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention further comprises a step of forming a plurality of impurity diffusion layer lines extending along the semiconductor substrate, and an isolation insulating film on the region of the impurity diffusion layer lines. A step of forming a gate insulating film in a region between the impurity diffusion line layers, a step of forming a first conductive film that covers the gate insulating film and the isolation insulating film, and a step of forming a first conductive film on the first conductive film. A step of forming an etching resistant layer on the substrate, a step of patterning the etching resistant layer, and the first conductive film using the patterned etching resistant layer as a mask,
A step of etching the isolation insulating film and the substrate to form an element isolation groove for dividing the impurity diffusion layer line into the substrate to form a source line and a drain line, and a step of filling the element isolation groove with an insulating material. A method for manufacturing a semiconductor device is provided.

【0018】本発明の半導体装置は、ゲート絶縁膜を介
して基板と第1導電膜とが対向し、ゲート絶縁膜の両側
方に存する分離絶縁層の下に拡散層が形成されている構
造の素子間の素子分離を、上記第1導電膜と分離絶縁膜
と拡散層とを分断して貫通して基板に掘られた素子分離
溝(トレンチ)で行っている構造を有する。
The semiconductor device of the present invention has a structure in which the substrate and the first conductive film are opposed to each other with the gate insulating film interposed therebetween, and the diffusion layer is formed under the isolation insulating layer on both sides of the gate insulating film. The element isolation is performed between the elements by an element isolation groove (trench) dug in the substrate through the first conductive film, the isolation insulating film, and the diffusion layer.

【0019】そのため、反転耐圧及びパンチスルー耐圧
が高く、分離幅も小さいトレンチ分離により、分離が必
要な素子の分離を行っているので、反転耐圧及びパンチ
スルー耐圧を確保しながら集積度を向上させることがで
きる。また、分離幅が小さいメモリ領域だけにトレンチ
分離を採用し、広い分離幅を必要とする周辺回路等には
LOCOSを採用する手法を利用することができるの
で、広い幅の溝を埋め込むような困難なプロセスを回避
でき、コスト上昇を防止することができる。
Therefore, since the elements that need to be separated are separated by the trench isolation having a high reverse breakdown voltage and a punch through breakdown voltage and a small isolation width, the integration degree is improved while ensuring the reverse breakdown voltage and the punch through breakdown voltage. be able to. In addition, since it is possible to use a method in which trench isolation is adopted only in a memory region having a small isolation width and LOCOS is used in a peripheral circuit or the like that requires a wide isolation width, it is difficult to fill a wide groove. Different processes can be avoided and cost rise can be prevented.

【0020】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
まず、素子分離を必要とする隣接する素子相互のソー
ス、ドレイン領域を、分離溝の下に、共通する幅広の不
純物拡散層線として形成する。そして、ゲート絶縁膜と
分離絶縁膜とを覆う第1導電膜に対して、分離を行うパ
ターニングを行う。同時に、ここで用いる耐エッチング
膜を利用して同じパターンで分離絶縁膜を貫通し、基板
までエッチングを行い、基板に素子分離溝(トレンチ)
を形成し、この素子分離溝で基板に形成した不純物拡散
層線を分断してソース線とドレイン線を形成するように
したものである。
Further, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention
First, the source and drain regions of adjacent elements that require element isolation are formed as common wide impurity diffusion layer lines under the isolation trenches. Then, the first conductive film that covers the gate insulating film and the isolation insulating film is patterned to perform isolation. At the same time, the etching-resistant film used here is used to penetrate the isolation insulating film in the same pattern and perform etching to the substrate to form an element isolation trench (trench) in the substrate.
Is formed, and the impurity diffusion layer line formed on the substrate is divided by the element isolation groove to form a source line and a drain line.

【0021】そのため、反転耐圧及びパンチスルー耐圧
が高く分離幅が小さいトレンチ分離を、第1導電膜のパ
ターニングと同時に自己整合的に形成することができる
ので、極めて容易な工程でメモリセル面積を増加させる
ことなく確実に素子分離を行うことができる。また、分
離幅が小さい例えばメモリ領域だけにトレンチ分離を採
用し、広い分離幅を必要とする周辺回路等にはLOCO
Sを採用することができるので、広い分離幅の溝を埋め
込むような困難なプロセスを回避でき、コスト上昇を抑
制することができる。
Therefore, the trench isolation having a high inversion breakdown voltage and punch-through breakdown voltage and a small isolation width can be formed in a self-aligned manner simultaneously with the patterning of the first conductive film, so that the memory cell area can be increased by an extremely easy process. It is possible to surely perform element isolation without performing the above. In addition, a trench isolation is adopted only for a memory region having a small isolation width, and a LOCO is used for a peripheral circuit requiring a wide isolation width.
Since S can be adopted, it is possible to avoid a difficult process of filling a groove having a wide separation width, and suppress an increase in cost.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て具体的に説明するが、本発明は、下記の実施形態に限
定されるものではない。図1は、本発明の半導体装置の
一形態を示すもので分離ソース型に適用した例である。
(a)は断面図、(b)は平面図であり、(a)は
(b)のA−A線に沿った断面図である。また、その回
路を図2に示す。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The embodiments of the present invention will be specifically described below, but the present invention is not limited to the following embodiments. FIG. 1 shows one embodiment of a semiconductor device of the present invention, which is an example applied to a separated source type.
(A) is sectional drawing, (b) is a top view, (a) is sectional drawing which followed the AA line of (b). The circuit is shown in FIG.

【0023】この半導体装置の断面構造を説明すると、
基板10表面に10nm程度の膜厚のゲート絶縁膜21
とその両側方に30〜100nm程度の膜厚の分離絶縁
膜23が形成されている。分離絶縁膜23の下の基板1
0には不純物拡散層(ソース、ドレイン)12、13が
形成されている。また、ゲート絶縁膜21と分離絶縁膜
23の上には第1導電膜31が積層され、フローティン
グゲートを構成している。そして、これらの第1導電膜
31、分離絶縁膜23、及び不純物拡散層12、13が
分離されている領域の基板には、素子分離溝40が形成
されている。この素子分離溝40は、その内壁には酸化
膜25が形成されている共に、絶縁材料26で埋め込ま
れている。絶縁材料26の上面は素子分離溝40とほぼ
同じ高さとなっている。また、素子分離溝40の下側の
基板には、チャネルストップ14が形成され、分離を完
全にしている。上記第1導電膜31を覆って例えばON
O膜27が形成されており、これにより、第1導電膜3
1が周囲から絶縁されている。また、ONO膜27の上
には第2導電膜32が形成され、第2導電膜32がコン
トロールゲートを構成する。
Explaining the cross-sectional structure of this semiconductor device,
A gate insulating film 21 having a thickness of about 10 nm is formed on the surface of the substrate 10.
And the isolation insulating film 23 having a film thickness of about 30 to 100 nm is formed on both sides of the isolation insulating film 23. Substrate 1 under isolation insulating film 23
Impurity diffusion layers (source and drain) 12 and 13 are formed at 0. Further, the first conductive film 31 is laminated on the gate insulating film 21 and the isolation insulating film 23 to form a floating gate. An element isolation groove 40 is formed in the substrate in the region where the first conductive film 31, the isolation insulating film 23, and the impurity diffusion layers 12 and 13 are isolated. The element isolation trench 40 has an oxide film 25 formed on its inner wall and is filled with an insulating material 26. The upper surface of the insulating material 26 has substantially the same height as the element isolation trench 40. Further, the channel stop 14 is formed on the substrate below the element isolation groove 40 to complete isolation. ON for covering the first conductive film 31
The O film 27 is formed, which allows the first conductive film 3 to be formed.
1 is insulated from the surroundings. A second conductive film 32 is formed on the ONO film 27, and the second conductive film 32 constitutes a control gate.

【0024】次に、平面構造を説明すると、第2導電膜
32は、図面左右方向に延伸し、ワードラインWLを構
成する。また、ビット線BL(ドレイン12)とソース
線SL(ソース13)が並列してワード線WLと直交し
て延伸している。ワードラインWLとゲート絶縁膜21
が交差する部分にメモリトランジスタMTr1〜MTr
4が形成され、フローティングゲート31はメモリトラ
ンジスタのワードラインWL下に設けられている。トレ
ンチ分離TI(素子分離溝40)は、ソース線SLとビ
ット線BLを分離して、ワード線WL方向に隣接するメ
モリトランジスタ相互を分離している。一方、図面上下
方向に並ぶメモリトランジスタは、ビット線BLとソー
ス線SLを共有する。
Next, the plane structure will be described. The second conductive film 32 extends in the horizontal direction of the drawing to form the word line WL. Further, the bit line BL (drain 12) and the source line SL (source 13) are arranged in parallel and extend orthogonally to the word line WL. Word line WL and gate insulating film 21
Memory transistors MTr1 to MTr at the intersection of
4 is formed, and the floating gate 31 is provided below the word line WL of the memory transistor. The trench isolation TI (element isolation trench 40) separates the source line SL and the bit line BL from each other and separates the memory transistors adjacent to each other in the word line WL direction. On the other hand, the memory transistors arranged vertically in the drawing share the bit line BL and the source line SL.

【0025】また、図2の回路について説明すると、一
対のソース線SLとビット線(ドレイン)BLが並列し
ており、一対のソース線SLとビット線BLを共有する
メモリトランジスタ(図面でMTr2とMTr4、及び
MTr1とMTr3)がソース線SLとビット線BLに
沿って複数個設けられている。ワード線WLがビット線
BLと直交して設けられ、それぞれ各メモリトランジス
タの制御ゲートを構成している。また、ソース線SLと
ビット線BLを共有しないワード線WL方向のメモリト
ランジスタ相互(ビット線と直交する列)は、ビット線
BLとソース線SLとを分断する素子分離溝(トレン
チ)TIにより分離されている。
Explaining the circuit of FIG. 2, a pair of source lines SL and a bit line (drain) BL are arranged in parallel, and a memory transistor sharing the pair of source lines SL and bit lines BL (MTr2 in the drawing). A plurality of MTr4 and MTr1 and MTr3) are provided along the source line SL and the bit line BL. The word line WL is provided orthogonally to the bit line BL, and each constitutes a control gate of each memory transistor. Further, memory transistors in the word line WL direction (columns orthogonal to the bit lines) that do not share the source line SL and the bit line BL are separated by an element isolation trench (trench) TI that divides the bit line BL and the source line SL. Has been done.

【0026】このメモリの書き込み、消去は、例えば制
御ゲート32、WLを20V程度の正バイアスとしてチ
ャネル全面を用いたF−Nトンネリングにより、浮遊ゲ
ート31、FG中に電子を注入してデータの書き込みを
行い、一方、制御ゲート32、WLを負バイアスとして
浮遊ゲート31、FG中から電子を引き抜くことにより
消去を行う。
For writing and erasing data in this memory, for example, data is written by injecting electrons into the floating gates 31 and FG by F-N tunneling using the control gates 32 and WL as a positive bias of about 20 V and using the entire surface of the channel. On the other hand, erasing is performed by pulling out electrons from the floating gate 31 and FG with the control gates 32 and WL as a negative bias.

【0027】上記半導体装置は、ワード線WL方向に隣
接するメモリ素子MTr1とMTr2の間、及びMTr
3とMTr4の間が、深い素子分離溝40、TIにより
トレンチ分離されているので、LOCOS法に比べては
るかに高い反転耐圧及びパンチスルー耐圧が得られる。
従って、書き込み時、制御ゲート、WL32に高いバイ
アス電圧を印加しても、問題は生じない。また、LOC
OSと異なり、分離領域を広げるバーズビークがないの
で、素子分離領域を小さくでき、集積度を向上させるこ
とができる。
In the above semiconductor device, the memory devices MTr1 and MTr2 adjacent to each other in the word line WL direction and the MTr are arranged.
Since 3 and MTr4 are trench-separated by the deep element isolation trench 40 and TI, much higher inversion breakdown voltage and punch-through breakdown voltage than in the LOCOS method can be obtained.
Therefore, at the time of writing, even if a high bias voltage is applied to the control gate and WL32, no problem occurs. Also, LOC
Unlike the OS, since there is no bird's beak that expands the isolation region, the element isolation region can be made smaller and the integration degree can be improved.

【0028】上述した半導体装置の製造方法の一例を図
3〜図9で説明する。なお、各図における(a)は断面
図、(b)は平面図である。まず、図3に示すように、
シリコン基板10にパッド酸化膜21、次にシリコン窒
化膜22を堆積し、フォトリソグラフィ技術及びドライ
エッチング法を用いてパターニングする。この時、シリ
コン窒化膜22の応力緩和のためにパッド酸化膜21と
シリコン窒化膜22との間に多結晶シリコンを形成する
場合がある。なお、この工程前に、周辺回路などのメモ
リセル以外の回路部にはLOCOSを形成しておく。続
いてシリコン窒化膜22をマスクとしてリンあるいは砒
素をイオン注入して不純物拡散層線11を形成する。こ
の不純物拡散層線11は、後に素子分離溝で分断されて
ソース、ドレインを構成する。
An example of a method of manufacturing the above-mentioned semiconductor device will be described with reference to FIGS. In each figure, (a) is a sectional view and (b) is a plan view. First, as shown in FIG.
A pad oxide film 21 and then a silicon nitride film 22 are deposited on the silicon substrate 10 and patterned by using a photolithography technique and a dry etching method. At this time, polycrystalline silicon may be formed between the pad oxide film 21 and the silicon nitride film 22 in order to relax the stress of the silicon nitride film 22. Before this step, LOCOS is formed in the circuit portion other than the memory cell such as the peripheral circuit. Then, phosphorus or arsenic is ion-implanted using the silicon nitride film 22 as a mask to form the impurity diffusion layer line 11. The impurity diffusion layer line 11 is later divided by an element isolation groove to form a source and a drain.

【0029】次に、図4に示すように、シリコン窒化膜
22をマスクとして熱酸化して、酸化膜(分離絶縁膜)
23を形成する。この酸化膜23の膜厚は、電子がトン
ネルしない程度の厚さであればよい。具体的には通常の
LOCOSの厚さよりは薄く、30〜100nm程度と
することが好ましい。不純物拡散層線11は、この酸化
膜23の下に埋め込まれ、埋込拡散層となっている。
Next, as shown in FIG. 4, the silicon nitride film 22 is used as a mask for thermal oxidation to form an oxide film (isolation insulating film).
23 are formed. The thickness of the oxide film 23 may be such that electrons do not tunnel. Specifically, it is preferably thinner than the usual LOCOS thickness and about 30 to 100 nm. The impurity diffusion layer line 11 is buried under the oxide film 23 to form a buried diffusion layer.

【0030】そして、図5に示すように、シリコン窒化
膜22とパッド酸化膜21とを剥離した後、熱酸化して
トンネル酸化膜24を例えば10nm程度の膜厚で形成
する。その後、図6に示すように、浮遊ゲートとなる第
1導電層31を多結晶シリコンのCVD法などで堆積す
る。次いで、レジストR1をスピンコートなどで塗布
し、フォトリソグラフィを利用してレジストR1をパタ
ーニングした後、レジストR1を耐エッチング層として
第1導電層31をパターニングする。このとき、図6
(b)に示すように、不純物拡散層線11の延伸方向
(図中B−B方向)にはカットせず、酸化膜23の幅方
向中央部を不純物拡散層線11の延伸方向にエッチング
する。
Then, as shown in FIG. 5, after the silicon nitride film 22 and the pad oxide film 21 are peeled off, they are thermally oxidized to form a tunnel oxide film 24 with a film thickness of, for example, about 10 nm. After that, as shown in FIG. 6, a first conductive layer 31 to be a floating gate is deposited by a polycrystalline silicon CVD method or the like. Next, the resist R1 is applied by spin coating or the like, the resist R1 is patterned by using photolithography, and then the first conductive layer 31 is patterned using the resist R1 as an etching resistant layer. At this time, FIG.
As shown in (b), the width direction central portion of the oxide film 23 is etched in the extending direction of the impurity diffusion layer line 11 without cutting in the extending direction of the impurity diffusion layer line 11 (BB direction in the drawing). .

【0031】続いて、本発明においては、図7に示すよ
うに、更にレジストR1をマスクとして酸化膜23、及
び基板10を連続的にエッチングして、基板に素子分離
溝(トレンチ)40を形成する。これにより、不純物拡
散層線11は分離溝40により分断され、自己整合的に
ソース線12とビット線13が形成される。
Then, in the present invention, as shown in FIG. 7, the oxide film 23 and the substrate 10 are continuously etched using the resist R1 as a mask to form an element isolation groove (trench) 40 in the substrate. To do. As a result, the impurity diffusion layer line 11 is divided by the separation groove 40, and the source line 12 and the bit line 13 are formed in a self-aligned manner.

【0032】素子分離溝40を形成した後、必要によ
り、イオン注入を行ってチャネルストップ14を形成す
る。この場合、本実施態様では、ソースとドレインは連
続しているので、側壁反転の観点から分離溝の側壁にイ
オン注入する必要はなく、底面のみにチャネルストップ
14を形成することが好ましい。
After forming the element isolation trench 40, if necessary, ion implantation is performed to form the channel stop 14. In this case, in the present embodiment, since the source and the drain are continuous, it is not necessary to ion-implant the side wall of the separation groove from the viewpoint of side wall inversion, and it is preferable to form the channel stop 14 only on the bottom surface.

【0033】次に、図8に示すように、熱酸化を行い、
分離溝40の内壁に熱酸化膜25を形成した後、CVD
法などで酸化珪素などの絶縁膜26を堆積し、分離溝4
0を絶縁材料で埋める。続いて、図9に示すように、絶
縁膜26をエッチバックすることにより、浮遊ゲート2
3を露出させると共に、分離溝40に絶縁膜26を残
す。このとき、エッチング量は多めにして浮遊ゲート2
3の側面を露出させることが好ましく、これにより浮遊
ゲート23の表面積を大きくできるので、カップリング
レシオが有利になる。また、絶縁性を確保するために、
エッチバック後の分離溝を埋めた絶縁膜26の表面はシ
リコン基板10の表面より高くする必要があるが、酸化
膜23の厚さ分のマージンがあるので、制御は容易であ
る。酸化膜23の厚さは、この観点からも選定されるべ
きである。
Next, as shown in FIG. 8, thermal oxidation is performed,
After forming the thermal oxide film 25 on the inner wall of the separation groove 40, CVD
An insulating film 26 such as silicon oxide is deposited by a method such as
Fill 0 with insulating material. Then, as shown in FIG. 9, the floating gate 2 is formed by etching back the insulating film 26.
3 is exposed and the insulating film 26 is left in the isolation trench 40. At this time, the floating gate 2 is increased by increasing the etching amount.
It is preferable to expose the side surface of the floating gate 3 and the surface area of the floating gate 23 can be increased, so that the coupling ratio becomes advantageous. In addition, to ensure insulation,
The surface of the insulating film 26 that fills the isolation trench after the etch back needs to be higher than the surface of the silicon substrate 10, but since there is a margin for the thickness of the oxide film 23, control is easy. The thickness of the oxide film 23 should be selected also from this viewpoint.

【0034】次に、図1に戻って、例えば厚さ20nm
程度のONO膜27を形成した後、制御ゲートとなる多
結晶シリコン32を堆積する。レジスト膜を形成した
後、これをパターニングしてレジスト膜をマスクとして
制御ゲート用多結晶シリコン膜32、ONO膜27、及
び浮遊ゲート用多結晶シリコン31を一度にエッチング
する。更に、同じレジスト膜をマスクとして、ボロンの
イオン注入を行い、ビット線13方向に隣り合うメモリ
セルの分離を行う。これにより、図1に示すような構造
のメモリセル領域を得ることができる。
Next, returning to FIG. 1, for example, the thickness is 20 nm.
After forming the ONO film 27 to a certain extent, the polycrystalline silicon 32 to be the control gate is deposited. After forming a resist film, the resist film is patterned and the polycrystalline silicon film 32 for control gates, the ONO film 27, and the polycrystalline silicon 31 for floating gates are etched at one time using the resist film as a mask. Further, boron ions are implanted using the same resist film as a mask to separate the memory cells adjacent in the bit line 13 direction. As a result, a memory cell region having a structure as shown in FIG. 1 can be obtained.

【0035】図1(b)には、一つのメモリセルを破線
で示した。最小寸法をFとすると、最小のピッチでメモ
リセルを配置した場合、面積が6F2 という非常に小さ
い値が得られる。本製造工程によれば、分離溝は、浮遊
ゲート形成時の同じマスクで自己整合的に形成するの
で、メモリセル面積を増大させることなく素子分離を行
うことができる。また、上記方法は、LOCOS分離法
とトレンチ分離法を併用でき、周辺回路などの分離幅の
広いところはLOCOS法で、メモリセル内の狭い部分
のみにトレンチ分離を用いているため、分離幅の広いと
ころを埋め込む困難で複雑なプロセス、例えばバイアス
ECR CVD、CMP(化学的機械的研磨)、選択エ
ピタキシャル成長等を使う必要がなく、極めて容易な工
程で素子分離できる。
In FIG. 1B, one memory cell is shown by a broken line. Assuming that the minimum dimension is F, when the memory cells are arranged at the minimum pitch, a very small value of 6F 2 is obtained. According to this manufacturing process, the isolation trench is formed in a self-aligned manner with the same mask used for forming the floating gate, so that element isolation can be performed without increasing the memory cell area. Further, in the above method, the LOCOS isolation method and the trench isolation method can be used together, and the LOCOS method is used for a portion having a large isolation width such as a peripheral circuit, and the trench isolation is used only for a narrow portion in the memory cell. It is not necessary to use a difficult and complicated process of filling a wide area, such as bias ECR CVD, CMP (chemical mechanical polishing), selective epitaxial growth, etc., and element isolation can be performed by an extremely easy process.

【0036】なお、素子分離溝40の断面形状は、上記
例では垂直にエッチングして略矩形状に形成している
が、図10に示すように、底面にいくに従い漸次幅広と
なる逆テーパー状でもよい。図10には、上記と同じ部
材には同じ符号を付してある。通常のトレンチであれば
電界集中を避けるために、底面にいくに従い漸次幅が狭
くなるテーパー状とするのがよいが、本発明における分
離溝は分離溝側壁にチャネルストップのためのイオン注
入を避ける観点から、分離溝の断面形状は矩形状又は底
面の方が広いテーパー状とすることが好ましい。このよ
うな形状の分離溝を形成するには、例えばエッチングガ
ス(例えばCl2 とN2 )のガス比を制御することによ
り行うことができる。
Although the element isolation trench 40 has a cross-sectional shape which is vertically etched to form a substantially rectangular shape in the above example, as shown in FIG. 10, it has a reverse taper shape in which the width gradually increases toward the bottom surface. But it's okay. In FIG. 10, the same members as those described above are designated by the same reference numerals. In the case of a normal trench, in order to avoid electric field concentration, it is preferable to form a taper shape in which the width becomes gradually narrower toward the bottom surface. However, the isolation trench in the present invention avoids ion implantation for channel stop on the sidewall of the isolation trench. From the viewpoint, it is preferable that the separation groove has a rectangular cross section or a taper shape in which the bottom surface is wider. The separation groove having such a shape can be formed, for example, by controlling the gas ratio of etching gases (for example, Cl 2 and N 2 ).

【0037】また、上記説明では、分離ソース型に適用
した例を示したが、本発明の半導体装置はこれに限られ
るものではなく、例えば図11に示すような構造の半導
体装置に適用が可能である。図11に示した半導体装置
は、半導体基板10表面にゲート絶縁膜21が形成さ
れ、このゲート絶縁膜21の両側方に分離絶縁膜23が
形成されている。分離絶縁膜23下面の基板には、不純
物拡散層12、13が形成され、ゲート絶縁膜21と分
離絶縁膜23の上には、第1導電膜31が形成されてい
る。また、第1導電膜31、分離絶縁膜23を貫通し、
基板面と垂直方向に素子分離溝40が形成され、この素
子分離溝40は、絶縁材料26で埋め込まれている。
Further, in the above description, an example of application to the separated source type is shown, but the semiconductor device of the present invention is not limited to this, and can be applied to a semiconductor device having a structure as shown in FIG. 11, for example. Is. In the semiconductor device shown in FIG. 11, a gate insulating film 21 is formed on the surface of the semiconductor substrate 10, and isolation insulating films 23 are formed on both sides of the gate insulating film 21. Impurity diffusion layers 12 and 13 are formed on the lower surface of the isolation insulating film 23, and a first conductive film 31 is formed on the gate insulating film 21 and the isolation insulating film 23. Further, penetrating the first conductive film 31 and the isolation insulating film 23,
An element isolation groove 40 is formed in a direction perpendicular to the substrate surface, and the element isolation groove 40 is filled with an insulating material 26.

【0038】次に、本発明をMNOS(Metal Nitride
Oxide Semiconductor )型EEPROMに適用する例を
説明する。このMNOSの構造は、例えば図12に示す
ように、ゲート酸化膜21の上に、例えばシリコンナイ
トライド膜(トラップ絶縁層)28、及び酸化シリコン
膜29を積層し、その上にポリシリコン、アルミニウム
などのゲート電極33を積層したものである。書き込
み、消去は、ゲート絶縁膜21に高電圧を印加すること
により、トンネル電流を流し、シリコンナイトライド膜
に電子を捕獲させるものである。
Next, the present invention is applied to MNOS (Metal Nitride).
An example of application to an Oxide Semiconductor type EEPROM will be described. For example, as shown in FIG. 12, the MNOS structure has a structure in which, for example, a silicon nitride film (trap insulating layer) 28 and a silicon oxide film 29 are laminated on a gate oxide film 21, and polysilicon and aluminum are formed thereon. The gate electrodes 33 are laminated. In writing and erasing, a high voltage is applied to the gate insulating film 21 to cause a tunnel current to flow and the silicon nitride film to capture electrons.

【0039】この構造を上記工程で実現できる。例え
ば、図9に至る工程までは同様とすることができる。但
し、第1導電膜31は、酸化膜23の保護として用い、
後のエッチングで除去するので、ポリシリコン以外でも
差し支えない。この場合、もし、第1導電膜31の代わ
りにONO膜を形成すると、素子分離溝40を絶縁材料
26で埋め込む際のエッチバック時に、ONO膜も同時
にエッチングされてしまう。また、第1導電膜31を形
成しないで直接レジスト膜のパターンだけで素子分離溝
40を形成すると、やはり、素子分離溝40を絶縁材料
26で埋め込む際のエッチバック時に、今度は酸化膜2
3がエッチングされてしまう。このため、第1導電膜3
1などの何らかの保護膜が必要である。また、ゲート酸
化膜(トンネル酸化膜)の膜厚も10nmより薄くても
よい。
This structure can be realized by the above process. For example, the processes up to the process shown in FIG. 9 can be the same. However, the first conductive film 31 is used to protect the oxide film 23,
Since it will be removed by etching later, other than polysilicon may be used. In this case, if an ONO film is formed instead of the first conductive film 31, the ONO film is also etched at the same time when the element isolation trench 40 is filled with the insulating material 26 and is etched back. Further, if the element isolation trenches 40 are formed by only the pattern of the resist film without forming the first conductive film 31, the oxide film 2 is also removed when the element isolation trenches 40 are etched back by the insulating material 26.
3 is etched. Therefore, the first conductive film 3
Some protective film such as 1 is required. The film thickness of the gate oxide film (tunnel oxide film) may be thinner than 10 nm.

【0040】図9に示した状態、即ち、第1導電膜31
をパターニングして、素子分離溝40を形成した後、こ
の素子分離溝40を絶縁材料26で埋め込んだ状態か
ら、ポリシリコン膜31を除去する。そして、図13に
示すように、シリコンナイトライド膜28を例えば10
nm程度の膜厚で成膜した後、シリコンナイトライド膜
28を熱酸化して酸化シリコン膜29を4nm程度の膜
厚で形成する。なお、この酸化シリコン膜29の形成工
程は省略することもある。その後、ポリシリコン又はア
ルミニウムなどのゲート電極膜33を形成する。そし
て、ゲート電極膜33、酸化シリコン膜29、シリコン
ナイトライド膜28をエッチングによりパターニングし
て、図13に示すようなMNOSを得ることができる。
The state shown in FIG. 9, that is, the first conductive film 31.
Is patterned to form the element isolation trench 40, and then the polysilicon film 31 is removed from the state where the element isolation trench 40 is filled with the insulating material 26. Then, as shown in FIG.
After the film is formed to a thickness of about nm, the silicon nitride film 28 is thermally oxidized to form a silicon oxide film 29 to a thickness of about 4 nm. The step of forming the silicon oxide film 29 may be omitted. After that, a gate electrode film 33 made of polysilicon or aluminum is formed. Then, the gate electrode film 33, the silicon oxide film 29, and the silicon nitride film 28 are patterned by etching to obtain MNOS as shown in FIG.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明の半導体装置は、高い反転耐圧及
びパンチスルー耐圧を有すると共に、専有面積の小さな
素子分離領域を有する。また、本発明の半導体装置の製
造方法によれば、かかる半導体装置を容易にかつ確実に
製造することができる。
The semiconductor device of the present invention has a high reverse breakdown voltage and a punch through breakdown voltage, and also has an element isolation region having a small occupied area. Further, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, such a semiconductor device can be manufactured easily and reliably.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の半導体装置をフラッシュメモリに適用
した例を示すもので、(a)は断面図、(b)は平面図
である。
FIG. 1 shows an example in which a semiconductor device of the present invention is applied to a flash memory, (a) is a sectional view and (b) is a plan view.

【図2】図1に示した半導体装置の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of the semiconductor device shown in FIG.

【図3】本発明の半導体装置の製造工程の一例を示すも
ので、(a)は断面図、(b)は平面図である。
3A and 3B show an example of a manufacturing process of a semiconductor device of the present invention, in which FIG. 3A is a sectional view and FIG. 3B is a plan view.

【図4】図3の続きの工程を示すもので、(a)は断面
図、(b)は平面図である。
4A and 4B show a step that follows FIG. 3, in which FIG. 4A is a cross-sectional view and FIG. 4B is a plan view.

【図5】図4の続きの工程を示すもので、(a)は断面
図、(b)は平面図である。
5A and 5B show a step that follows FIG. 4, in which FIG. 5A is a cross-sectional view and FIG. 5B is a plan view.

【図6】図5の続きの工程を示すもので、(a)は断面
図、(b)は平面図である。
6A and 6B show a step that follows FIG. 5, in which FIG. 6A is a cross-sectional view and FIG. 6B is a plan view.

【図7】図6の続きの工程を示すもので、(a)は断面
図、(b)は平面図である。
FIG. 7 shows a step that follows FIG. 6, in which (a) is a cross-sectional view and (b) is a plan view.

【図8】図7の続きの工程を示すもので、(a)は断面
図、(b)は平面図である。
FIG. 8 shows a step that follows FIG. 7, in which (a) is a cross-sectional view and (b) is a plan view.

【図9】図8の続きの工程を示すもので、(a)は断面
図、(b)は平面図である。
9A and 9B show a step that follows the step of FIG. 8, in which FIG. 9A is a cross-sectional view and FIG. 9B is a plan view.

【図10】本発明の半導体装置の変形例を示す断面図で
ある。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a modified example of the semiconductor device of the present invention.

【図11】本発明の半導体装置の一般的な構造を示す断
面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a general structure of a semiconductor device of the present invention.

【図12】MNOS型不揮発性メモリの構造を示す断面
図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing the structure of an MNOS type nonvolatile memory.

【図13】MNOSに本発明を適用した例を示す断面図
である。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing an example in which the present invention is applied to MNOS.

【図14】(a)〜(g)は、従来のフラッシュメモリ
の製造工程を断面図で説明するフローチャートである。
14A to 14G are flowcharts for explaining a conventional process for manufacturing a flash memory with sectional views.

【図15】(a)〜(e)は、図12の工程を平面図で
説明するフローチャートである。
15A to 15E are flowcharts for explaining the process of FIG. 12 in a plan view.

【図16】図12、図13に示したフラッシュメモリの
回路図である。
16 is a circuit diagram of the flash memory shown in FIGS. 12 and 13. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…基板、11…不純物拡散層線、12…ソース線、
13…ビット線(ドレイン線)、14…チャネルストッ
プ、23…分離絶縁膜、24…ゲート絶縁膜(トンネル
酸化膜)、27…ONO膜、28…シリコンナイトライ
ド膜(トラップ絶縁層)、29…酸化シリコン膜、31
…第1導電膜(浮遊ゲート)、32…第2導電膜(制御
ゲート)、40…分離溝、WL…ワード線、BL…ビッ
ト線、SL…ソース線、MTr1〜MTr4…メモリト
ランジスタ、TI…分離溝。
10 ... Substrate, 11 ... Impurity diffusion layer line, 12 ... Source line,
13 ... Bit line (drain line), 14 ... Channel stop, 23 ... Isolation insulating film, 24 ... Gate insulating film (tunnel oxide film), 27 ... ONO film, 28 ... Silicon nitride film (trap insulating layer), 29 ... Silicon oxide film, 31
... first conductive film (floating gate), 32 ... second conductive film (control gate), 40 ... isolation trench, WL ... word line, BL ... bit line, SL ... source line, MTr1-MTr4 ... memory transistor, TI ... Separation groove.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板と、 半導体基板表面に形成されたゲート絶縁膜と、 該ゲート絶縁膜の両側方に形成された分離絶縁膜と、 該分離絶縁膜下面の基板に形成された不純物拡散層と、 該ゲート絶縁膜と分離絶縁膜の上に形成された第1導電
膜と、 該第1導電膜、分離絶縁膜、及び不純物拡散層をそれぞ
れ分断して貫通し、基板面と垂直方向に形成され、絶縁
材料で埋め込まれた素子分離溝とを有する半導体装置。
1. A semiconductor substrate, a gate insulating film formed on the surface of the semiconductor substrate, isolation insulating films formed on both sides of the gate insulating film, and impurity diffusion formed on the substrate below the isolation insulating film. The layer, the first conductive film formed on the gate insulating film and the isolation insulating film, and the first conductive film, the isolation insulating film, and the impurity diffusion layer, each of which is divided and penetrates, and is perpendicular to the substrate surface. A semiconductor device having an element isolation groove formed in the substrate and filled with an insulating material.
【請求項2】上記素子分離溝により分断されている不純
物拡散層が不揮発性メモリ素子のソース線とドレイン線
を構成し、これらを共通する不揮発性メモリ素子がソー
ス線とドレイン線に沿って配置されている請求項1記載
の半導体装置。
2. The impurity diffusion layer divided by the element isolation groove constitutes a source line and a drain line of a non-volatile memory element, and a non-volatile memory element which shares these is arranged along the source line and the drain line. The semiconductor device according to claim 1, which is provided.
【請求項3】上記素子分離溝が、略矩形状又は底部に行
くに従い漸次幅広となる断面形状を有する請求項1記載
の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the element isolation groove has a substantially rectangular shape or a cross-sectional shape in which the width gradually increases toward the bottom.
【請求項4】半導体基板と、 半導体基板表面に形成されたゲート絶縁膜と、 該ゲート絶縁膜の両側方に形成された分離絶縁膜と、 該分離絶縁膜下面の基板に形成された不純物拡散層と、 該分離絶縁膜、及び不純物拡散層をそれぞれ分断して貫
通し、基板面と垂直方向に形成され、絶縁材料で埋め込
まれた素子分離溝と上記ゲート絶縁膜上に形成されたト
ラップ絶縁層と、 該トラップ絶縁層上に形成された導電膜とを有する半導
体装置。
4. A semiconductor substrate, a gate insulating film formed on the surface of the semiconductor substrate, isolation insulating films formed on both sides of the gate insulating film, and impurity diffusion formed on the substrate below the isolation insulating film. Layer, the isolation insulating film, and the impurity diffusion layer, which are separated from each other and penetrate through the isolation insulating film and the impurity diffusion layer, are formed in the direction perpendicular to the substrate surface, and are filled with an insulating material, and the trap insulation formed on the gate insulating film. A semiconductor device having a layer and a conductive film formed over the trap insulating layer.
【請求項5】半導体基板に互いに沿って延在する複数の
不純物拡散層線を形成する工程と、 該不純物拡散層線の領域の上に分離絶縁膜を形成する工
程と、 該不純物拡散線層間の領域にゲート絶縁膜を形成する工
程と、 該ゲート絶縁膜と分離絶縁膜を覆う第1導電膜を形成す
る工程と、 該第1導電膜の上に耐エッチング層を形成する工程と、 該耐エッチング層をパターニングする工程と、 該パターニングした耐エッチング層をマスクとして上記
第1導電膜、分離絶縁膜及び基板をエッチングすること
により、基板に上記不純物拡散層線を分断してソース線
とドレイン線とを形成する素子分離溝を形成する工程
と、 該素子分離溝を絶縁材料で埋める工程とを有することを
特徴とする半導体装置の製造方法。
5. A step of forming a plurality of impurity diffusion layer lines extending along each other on a semiconductor substrate, a step of forming an isolation insulating film on a region of the impurity diffusion layer lines, A step of forming a gate insulating film in the region, a step of forming a first conductive film that covers the gate insulating film and the isolation insulating film, a step of forming an etching resistant layer on the first conductive film, A step of patterning the etching resistant layer, and by etching the first conductive film, the isolation insulating film and the substrate by using the patterned etching resistant layer as a mask, the impurity diffusion layer line is divided into the substrate to form the source line and the drain. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of forming an element isolation groove for forming a line; and a step of filling the element isolation groove with an insulating material.
【請求項6】パターニングした第1導電膜上に絶縁膜及
び第2導電膜を形成した後、これらの第1導電膜、絶縁
膜、及び第2導電膜を一度にパターニングする工程を有
する請求項5記載の半導体装置の製造方法。
6. A step of forming an insulating film and a second conductive film on the patterned first conductive film, and then patterning the first conductive film, the insulating film, and the second conductive film at a time. 5. The method for manufacturing a semiconductor device according to 5.
【請求項7】上記素子分離溝を形成した後、素子分離溝
の底部の基板に不純物を導入する請求項5記載の半導体
装置の製造方法。
7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein impurities are introduced into the substrate at the bottom of the element isolation groove after forming the element isolation groove.
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